1.1.2《地球自轉(zhuǎn)的地理意義》拓展探究
來(lái)源:本站原創(chuàng) 2010-07-06 15:29:04
1.材料:有一句詩(shī)說(shuō)“坐地日行八萬(wàn)里,巡天遙看一千河”,表達(dá)了詩(shī)人寬闊博大的胸懷;我國(guó)發(fā)射的地球同步衛(wèi)星定點(diǎn)在赤道上空,每天和地球同步運(yùn)行。
問(wèn)題:詩(shī)人所說(shuō)的“坐地日行八萬(wàn)里”可能嗎?地球同步衛(wèi)星的速度與地面上的速度一樣嗎?
我的思路:地球自轉(zhuǎn)是一種球體的旋轉(zhuǎn),它的自轉(zhuǎn)速度可分為線(xiàn)速度和角速度兩個(gè)方面。要比較地球上兩點(diǎn)的自轉(zhuǎn)速度,首先要搞明白什么是線(xiàn)速度和角速度。所謂球體的線(xiàn)速度就是指球面上一點(diǎn)在單位時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過(guò)弧的長(zhǎng)度,它的單位是每小時(shí)多少千米或每秒多少米;角速度是指球面上一點(diǎn)在單位時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過(guò)的弧度,它的單位是每小時(shí)多少度或每秒多少度。其次是弄清楚自轉(zhuǎn)線(xiàn)速度和角速度在全球的分布規(guī)律。角速度除兩極點(diǎn)外,全球均等,都是每小時(shí)15°,每4分鐘1°;線(xiàn)速度自赤道向兩極遞減;兩極點(diǎn)既無(wú)線(xiàn)速度,也無(wú)角速度。
“坐地日行八萬(wàn)里”是指赤道上的自轉(zhuǎn)線(xiàn)速度是每小時(shí)1670千米,一日地球自轉(zhuǎn)40000千米(八萬(wàn)里);地球同步衛(wèi)星的線(xiàn)速度大于地面上各點(diǎn)的線(xiàn)速度,但角速度與地面上各點(diǎn)相同。
2.材料:科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn),7000年來(lái),長(zhǎng)江口的位置向東南方向遷移,發(fā)育形成的一系列河口水壩由老到新,呈西北—東南方向排列。
問(wèn)題:這種現(xiàn)象除了與海岸線(xiàn)的后退有關(guān)外,你認(rèn)為它與地球的運(yùn)動(dòng)有關(guān)嗎?
我的思路:這是一個(gè)現(xiàn)實(shí)的問(wèn)題,它的作用對(duì)我國(guó)許多三角洲的形成有著十分重要的意義。海岸線(xiàn)的變化是陸海相互作用的結(jié)果。其中入海河流帶來(lái)的大量泥沙是形成三角洲,塑造海岸的重要因素。而這個(gè)因素往往受到地球自轉(zhuǎn)產(chǎn)生的偏向力的影響。由于地球的自轉(zhuǎn),地球上作水平運(yùn)動(dòng)的物體都會(huì)受到地轉(zhuǎn)偏向力的影響,北半球向右偏,南半球向左偏。長(zhǎng)江三角洲的發(fā)育過(guò)程分四步:A.首先泥沙沉積形成河口沙壩,沙壩將水道分為南北兩個(gè)分支;B.在地轉(zhuǎn)偏向力的長(zhǎng)期作用下,河道右偏,使北支水道不斷淤塞;C.淤塞后的水道使北岸三角洲、沼澤地及邊灘連成一片;D.河口不斷右偏,三角洲不斷擴(kuò)大,形成的水壩也呈西北—東南方向排列。
3.材料:據(jù)資料統(tǒng)計(jì),我國(guó)每年用于長(zhǎng)江大堤加固的投資有上百億元人民幣。這么大的投資也不可能把所有長(zhǎng)江大堤全部加固,只能對(duì)重點(diǎn)的河段大堤進(jìn)行重點(diǎn)加固。如水流不暢,洪澇危害嚴(yán)重的荊江河段,容易遭到水毀的河岸等。
問(wèn)題:如果你是一位投資決策人,你認(rèn)為在長(zhǎng)江堤岸加固時(shí)應(yīng)重點(diǎn)加固河流的左岸還是右岸?為什么?
依據(jù):由于地球的自轉(zhuǎn),地球上水平運(yùn)動(dòng)的物體要發(fā)生偏向,北半球向右偏,南半球向左偏,赤道地區(qū)無(wú)偏向,越往高緯偏向越大。長(zhǎng)江自西向東流,受地轉(zhuǎn)偏向力的影響,河水不斷沖刷右岸,造成右岸不斷塌陷,堤岸水毀嚴(yán)重,容易發(fā)生潰堤,因此應(yīng)重點(diǎn)加固長(zhǎng)江右岸。
拓展:地轉(zhuǎn)偏向是地球自轉(zhuǎn)的地理意義之一,它對(duì)大氣運(yùn)動(dòng)、水的運(yùn)動(dòng)影響很大,對(duì)全球的熱量和水汽的平衡有重要意義。就上題而言,長(zhǎng)江的右岸發(fā)生侵蝕,而左岸則容易發(fā)生沉積,使左航道發(fā)生淤塞,左岸形成砂礦等沉積礦產(chǎn)。
4、誰(shuí)證明了地球自轉(zhuǎn)
提起地球的自轉(zhuǎn),在科學(xué)技術(shù)高度發(fā)達(dá)的今天,它是一個(gè)不容置疑的真理,但如果讓人們對(duì)此作出證明,或許這并不是一個(gè)簡(jiǎn)單的事情。對(duì)于人類(lèi)初次作出的對(duì)地球自轉(zhuǎn)的證明來(lái)講,曾發(fā)生過(guò)下面一個(gè)故事。
16世紀(jì)時(shí),“太陽(yáng)中心說(shuō)”的創(chuàng)始人哥白尼曾依據(jù)相對(duì)運(yùn)動(dòng)原理提出了地球自轉(zhuǎn)的理論。可從他提出這一理論后的相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi),這一理論只能停留在讓人們從主觀上接受的水平,直到19世紀(jì)才被法國(guó)的一位名叫傅科的物理學(xué)家,用他自己設(shè)計(jì)的一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)所證實(shí)。
傅科是用一種特殊的擺來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的。這個(gè)擺由一根長(zhǎng)60余米的纖細(xì)金屬絲懸掛一個(gè)27千克重、直徑約30厘米的鐵球所組成。當(dāng)時(shí)人們把這種從未見(jiàn)過(guò)的“超級(jí)擺”稱(chēng)之為“傅科擺”。
1851年的一天,傅科在法國(guó)巴黎萬(wàn)神廟的圓頂上將他親手制作的傅科擺吊上,讓擺在廣場(chǎng)上悠然自得地?cái)[動(dòng)著。這時(shí),成千上萬(wàn)人前來(lái)觀看這一奇妙的實(shí)驗(yàn)。隨著時(shí)間一分一秒地流逝,他們發(fā)現(xiàn)了奇跡,那就是擺在悄悄地發(fā)生著“移動(dòng)”,并且是沿順時(shí)針?lè)较虬l(fā)生旋轉(zhuǎn)。有的人在擺動(dòng)開(kāi)始時(shí),明明看到擺球運(yùn)動(dòng)到自己眼前,又蕩了回去,可經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后,擺球竟離自己越來(lái)越遠(yuǎn)。這對(duì)于圍觀的人們來(lái)講,他們通過(guò)對(duì)現(xiàn)象的觀測(cè)都得出這樣的結(jié)論,眼看著自己沒(méi)有移動(dòng),那一定是擺平面發(fā)生了“移動(dòng)”。
其實(shí)擺動(dòng)的平面是不會(huì)發(fā)生移動(dòng)的。我們知道作為一種物質(zhì)運(yùn)動(dòng)形式,擺是無(wú)法擺脫地球自轉(zhuǎn)的。傅科選用較長(zhǎng)的金屬絲,是為了讓擺動(dòng)的時(shí)間達(dá)到足夠的長(zhǎng)度,這樣便于觀察擺動(dòng)的變化,同時(shí)選用較重的擺球,是為了增加擺本身的慣性和動(dòng)量,以克服空氣的阻力,一旦它擺動(dòng)起采,作為一種運(yùn)動(dòng)狀態(tài),有滯后于地球自轉(zhuǎn)的慣性,即能夠減少地球自轉(zhuǎn)的影響。知道了這一點(diǎn),我們就不難分析,由于地球的自轉(zhuǎn),每一個(gè)觀測(cè)者都被地球帶著運(yùn)動(dòng),盡管觀測(cè)者站在原地沒(méi)有動(dòng),可腳下的地面是動(dòng)了,也就等于把觀測(cè)者悄悄地帶離了原地。因此,真正沒(méi)有移動(dòng)的是擺動(dòng)平面。
傅科擺的擺動(dòng)作為地球自轉(zhuǎn)的有力證據(jù),現(xiàn)已為世界所公認(rèn)。我國(guó)北京天文館的大廳里就有一個(gè)傅科擺,一個(gè)金屬球在一根系在圓穹頂上的長(zhǎng)長(zhǎng)細(xì)線(xiàn)下來(lái)回?cái)[動(dòng)著。下面是一個(gè)刻著度數(shù)的像鐵鍋似的大圓盤(pán),人們可以由此讀取擺動(dòng)平面旋轉(zhuǎn)的度數(shù)。前去參觀的人們都喜歡在這里停留一段時(shí)間,親眼看一看地球是怎樣自轉(zhuǎn)的。
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